CN107867279A - 用于车辆的制动系统‑控制仪器 - Google Patents

Abstract

用于具有液压的车辆制动器和机电的制动设备的车辆的制动系统‑控制仪器包括微控制器、系统‑ASIC和制动马达‑ASIC，其中所述微控制器通过通信接口与系统‑ASIC和制动马达‑ASIC连接。在制动马达‑ASIC中，产生询问信号序列，用于询问机电的制动设备的操纵开关的开关状态。

Description

用于车辆的制动系统-控制仪器

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的制动系统-控制仪器，其具有液压的车辆制动器并且具有机电的制动设备，所述机电的制动设备包括至少一个电的制动马达。

背景技术

在DE 10 2014 204 287 A1中描述了一种用于车辆的制动系统-控制仪器，所述制动系统-控制仪器在后轴的车轮处装备有液压的车辆制动器和具有两个电的制动马达的机电停车制动器。通过控制仪器，制动系统可以以如下方式来操控：在正常运行方式下，电的制动马达例如可以自动地被操控用于执行停车过程。在安全运行方式下，对此防止对电的制动马达的激活。在正常的行驶运行期间设定安全运行方式，以便防止在行驶期间无意地激活停车制动器。

发明内容

按照本发明的制动系统-控制仪器可以用在具有制动系统的车辆中，所述制动系统包括液压的车辆制动器和机电的制动设备，所述机电的制动设备具有至少一个电的制动马达、例如两个电的制动马达。控制仪器包括微控制器，通过所述微控制器能操控至少一个、优选多个主动的制动组件，例如用于影响液压的车辆制动器中的液压的压力的能电控制的致动器。此外，控制仪器包括系统-ASIC（专用集成电路），用于检测车辆的传感器信号，所述传感器信号能被输送给微控制器。此外，控制仪器包括与系统-ASIC分开地构造的制动马达-ASIC，用于操控所述机电的制动设备的至少一个电的制动马达。在制动马达-ASIC中也可以检测传感器信号。微控制器通过通信接口不仅与系统-ASIC连接而且与制动马达-ASIC连接。

在制动马达-ASIC中可以产生询问信号序列，用于询问当前开关状态的所述询问信号序列被输送给机电的制动设备的操纵开关。通过操纵开关，驾驶员可以在车辆中手动地操纵机电的制动设备，而且可选地为了产生机电的制动力而压紧机电的制动设备、为了消除机电的制动力而断开或切断机电的制动设备。在制动马达-ASIC中，产生单个信号的序列，所述序列作为询问信号序列被输送给操纵开关。在操纵开关中，与开关状态有关地作为对询问信号序列的反应，产生应答信号序列，所述应答信号序列为了进行分析而被输送给制动马达-ASIC。应答信号序列包含关于操纵开关的当前开关状态的信息。因此，关于操纵开关的当前开关状态的信息被提供给制动马达-ASIC，并且电的制动马达可以根据开关状态被操控。

有利的是，由于在制动马达-ASIC中的信号询问相对于控制仪器的其它的组件存在独立性。在控制仪器的组件-微控制器、系统-ASIC或者在微控制器与系统-ASIC之间的或在微控制器与制动马达-ASIC之间的通信接口-失灵的情况下，尽管如此电的制动马达可以通过制动马达-ASIC根据操纵开关的当前开关位置来操控。

一方面，这能够实现：即使控制仪器的组件、诸如微控制器失灵，也将机电的制动设备以惯常的方式用作停车制动器。驾驶员可以通过对操纵开关的操纵来操控机电的制动设备的电的制动马达。

另一优点在于：例如在行驶期间在使车辆制动的制动过程期间，也可以与驾驶员无关地通过制动马达-ASIC来操控电的制动马达。例如，如果微控制器失灵，那么所述微控制器不再能够操控液压的车辆制动器中的主动的制动组件、例如液压泵，利用所述液压泵可以影响液压的制动压力。在微控制器失灵时，该功能可以由电的制动马达接管，所述电的制动马达与驾驶员无关地并且与操纵开关的当前开关状态无关地操控电的制动马达，以便部分地或完全地补偿液压的车辆制动器中的致动器的失灵并且产生机电的制动力。必要时，分析制动踏板的踏板行程信息，以便根据制动踏板位置来操控电的制动马达。有利的是，踏板行程信息也被输送给制动马达-ASIC。

有利地，制动马达-ASIC中的询问信号序列以周期性的间隔连续地产生并且被输送给操纵开关用于询问开关状态。在操纵开关中，在每次询问时都产生应答信号序列，所述应答信号序列又被输送给制动马达-ASIC。

按照另一有利的实施方案，在控制仪器的故障情况下-在微控制器、系统-ASIC和/或在微控制器与系统-ASIC之间的或在微控制器与制动马达-ASIC之间的通信接口失灵的情况下-，一直操控电的制动马达用于产生制动力，直至电的制动马达的马达制动电流达到所限定的最大值。电的制动马达的马达制动电流与以机电的方式产生的制动力相关，从而由马达制动电流可以直接推断出机电的制动力。随着达到最大电流也达到了最大的制动力，所述最大的制动力在为了停车目的而停放车辆时对于充分的安全性来说是足够的。

按照另一有利的实施方案，在故障情况下，通过制动马达-ASIC针对所限定的时间段操控电的制动马达，用于产生机电的制动力。在经过该时间段之后，由制动马达-ASIC切断电的制动马达，其中所达到的制动力被保持，从而在停下车辆时即使在切断电的制动马达的情况下也通过制动马达的自锁达到持续的、足够的停车制动力。

优选地，机电的制动设备被整合到液压的车辆制动器的一个或多个车轮制动装置中。在该实施方案中，在车轮制动装置中的制动活塞不仅可以由液压的车辆制动器的液压的制动流体而且可以同时或者彼此无关地由电的制动马达朝制动盘的方向调节。按照有利的实施方案，机电的制动设备包括在车辆的后轴上的两个车轮制动装置处的各一个电的制动马达。

按照又一有利的实施方案，在系统-ASIC中检测并且处理车轮转速信号，所述车轮转速信号作为速度信息通过通信接口被提供给微控制器。在制动马达-ASIC中也可以检测和处理车轮转速信号。该实施方案允许在微控制器、系统-ASIC和/或在微控制器与系统-ASIC之间的或在微控制器与制动马达-ASIC之间的通信接口失灵的情况下，自动地或者根据通过驾驶员的请求通过制动马达-ASIC来操控机电的制动设备的电的制动马达并且以机电的方法产生制动力。制动力不仅可以在正常的制动过程期间产生而且可以为了使车辆停下而产生。

按照另一有利的实施方案，在系统-ASIC中的车轮转速信号和在制动马达-ASIC中的车轮转速信号涉及不同的车辆车轮。有利地，在每个ASIC中，分别处理来自两个车轮转速传感器的车轮转速信号。例如，在系统-ASIC中可以处理在前轮上的来自传感器的车轮转速信号，并且在制动马达-ASIC中可以处理在后轮上的来自传感器的车轮转速信号。通过将车辆转速信号分配到两个-ASIC上保证了即使在例如微控制器失灵的情况下，制动马达也可以通过制动马达-ASIC自动地与速度有关地来操控。

按照又一其它的有利的实施方案，在制动马达-ASIC中包含至少一个电子H桥，用于操控电的制动马达。在优选的实施方案中，制动马达-ASIC具有与电的制动马达的数目相对应的数目的电子H桥。因此，分别通过一个H桥，能通过制动马达-ASIC操控电的制动马达。通过所述H桥可以朝两个方向操控有关的电的制动马达，使得通过制动马达-ASIC不仅可以执行制动马达的压紧用于产生机电的制动力而且可以执行制动马达的松开用于消除机电的制动力。H桥也可以被切换到中间位置，在所述中间位置关断所分配的制动马达。

按照又一其它的适宜的实施方案，制动马达-ASIC具有用于检测操纵开关的开关状态的逻辑单元，通过所述操纵开关可以由驾驶员手动地接通或关断机电的制动设备。通过该逻辑单元可以检测当前开关状态。此外，有利地，用于与微控制器通信的通信接口也通过逻辑单元来运行或该逻辑单元形成通信接口的组成部分用于微控制器。

按照又一其它的有利的实施方案，在系统-ASIC中除了速度信号之外也处理电的制动马达的马达转动位置信号。马达转动位置信号来自用于获知电的制动马达的转子轴的当前转动位置的马达转动位置传感器、例如霍尔传感器。在多个电的制动马达的情况下，相对应地将多个马达转动位置信号输送给系统-ASIC。马达转动位置信号可以在微控制器中例如通过PWM操控被用于对电的制动马达的可变的操控。

在可替换的实施方案中省去了马达转动位置信号；在这种情况下，有利地连续地或近似连续地进行操控。

在制动马达-ASIC中的逻辑单元可以以如下方式来设计，使得在微控制器失灵时或者在车轮转速信号部分失灵时，通过对电的制动马达的操控来使车辆减速或在车辆中产生停车制动力。在这种情况下，依据在电的制动马达中所测量到的马达电流可以实现与相应的减速愿望适配的制动策略。例如，针对停车制动功能和对使车辆固定的停车制动力的持续的提供，紧接着马达电流的接通峰值以及紧随于此的空转电流，可以获知在马达电流中随着力建立而来的升高，而且为了实现阶梯形地升高的机电的制动力可以短暂地切断电的制动马达，其中制动力由于自锁而保持维持。于是，重新接通制动马达，直至达到下一个功率级。一直重复该行为方式，直至在阶梯级中达到用于使车辆固定在停车状态中必不可少的停车制动力。必要时，可以进行PWM操控，在所述PWM操控中调整电流升高，所述电流升高对在制动力变化中的阶梯级的高度负责。

此外也可能的是，通过对电的制动马达的相对应的操控来调整与转差率有关的减速。在这种情况下，不同的车轮速度彼此进行比较。如果超过了最大转差率，那么又断开电的制动马达，直至达到下转差率阈值。而如果转差率太小，那么朝压紧方向操控电的制动马达用于提高制动力。

在用于运行制动系统-控制仪器的方法中，在正常运行下-在微控制器能运转的情况下-，通过微控制器通过相对应地产生控制信号优选地对全部的主动的制动组件进行操控。例如，如果应该通过电的制动马达来产生停车制动力，那么微控制器产生控制信号，所述控制信号通过通信接口被输送给制动马达-ASIC，在所述制动马达-ASIC中，相对应地操控电的制动马达。

而在除了制动马达-ASIC之外微控制器或控制仪器的其它的组件失灵时，在制动马达-ASIC中自动地操控电的制动马达，用于产生制动力。这尤其是根据当前制动踏板位置来实现，为此处理存在于制动马达-ASIC中的踏板行程传感器信号。

附图说明

其它优点和适宜的实施方案能从其它的权利要求、附图说明以及附图中得知。其中：

图1示出了具有制动力放大器的液压的车辆制动器的示意图，其中所述车辆制动器在车辆后轴上的车轮制动装置附加地装备有具有电的制动马达的机电的制动设备，

图2示出了穿过具有电的制动马达的机电的制动设备的截面，

图3示出了具有液压的车辆制动器和机电的制动设备的制动系统的控制仪器的功能图。

在附图中，相同的构件设有相同的附图标记。

具体实施方式

用于车辆的在图1中示出的液压的车辆制动器1包括前轴-制动管路2和后轴-制动管路3，用于在车辆的每个车轮上以在液压的压力下的制动流体来供应和操控车轮制动装置9。制动管路也可以被构造为两个对角制动管路，所述两个对角制动管路分别具有一个前轮和与该前轮成对角线地布置的后轮。

两个制动管路2、3连接到共同的主制动缸4上，所述主制动缸通过制动液体储备容器5以制动流体来供应。在主制动缸4之内的主制动缸活塞由驾驶员通过制动踏板6来操纵，由驾驶员施加的踏板行程通过踏板行程传感器7来测量。制动力放大器10处在制动踏板6与主制动缸4之间，所述制动力放大器例如包括电动马达，所述电动马达优选地通过变速器来操纵主制动缸4（iBooster）。所述制动力放大器10是用于影响液压的制动压力的主动的制动组件。

制动踏板6的由踏板行程传感器7所测量的位置移动作为传感器信号被传送到制动系统的控制仪器11，在所述控制仪器中产生用于操控制动力放大器10的调节信号。在每个制动管路2、3中通过不同的开关阀来给车轮制动装置9供应制动流体，所述不同的开关阀与其它设备一起是制动液压装置8的部分。此外，液压泵属于制动液压装置8，所述液压泵是电子稳定程序（ESP）的组成部分。液压泵也是用于影响液压的制动压力的主动的制动组件。

在图2中详细地示出了车轮制动装置9，所述车轮制动装置布置在车辆的后轴上的车轮处。车轮制动装置9是液压的车辆制动器1的部分并且由后轴-制动管路以制动流体22来供应。此外，车轮制动装置9具有机电的制动设备，所述机电的制动设备优选地被用作用于使车辆固定在停车状态下的驻车制动器，然而即使在车辆运动时、尤其是在速度-极限值之下的较小的车辆速度时也可以被用于使车辆制动。

机电的制动设备包括具有钳子19的制动钳12，所述钳子嵌接制动盘20。作为执行器，制动设备具有马达-变速器-单元，所述马达-变速器-单元具有直流电动马达作为制动马达13，所述制动马达的转子轴旋转地驱动转轴14，在所述转轴上旋转固定地支承有转轴螺母15。在转轴14旋转时，转轴螺母15轴向地调节。转轴螺母15在制动活塞16之内运动，所述制动活塞是制动衬片17的承载件，所述制动衬片由制动活塞16压到制动盘20上。另一制动衬片18处在制动盘20的对置的一侧上，所述另一制动衬片位置固定地保持在钳子19上。制动活塞16在其外侧通过环绕的密封环23气密地相对于容纳的壳体密封。

在制动活塞16之内，转轴螺母15可以在转轴14的转动运动时轴向向前地朝制动盘20的方向运动或在转轴14的相反的转动运动时轴向向后地运动直至达到端部止挡部21。为了产生夹紧力，转轴螺母15对制动活塞16的端侧起作用，由此沿制动方向轴向地移动地受支承的制动活塞16以制动衬片17压到制动盘20所朝向的端面上。转轴螺母15是在制动马达与制动活塞之间的传送元件。

对于液压的制动力来说，来自液压的车辆制动器1的制动流体22的液压的压力作用到制动活塞16上。液压的压力也可以在车辆停车状态下在操纵机电的制动设备时支持性地起作用，使得总制动力由电动马达调节的部分与液压的部分构成。在车辆行驶期间，要么仅仅液压的车辆制动器是主动的，要么不仅液压的车辆制动器而且机电的制动设备都是主动的，要么仅仅机电的制动设备是主动的，以便产生制动力。在控制仪器11中产生调节信号，不仅用于操控液压的车辆制动器1的可调节的组件而且用于操控机电的车轮制动装置9。

在图3中示出了控制仪器11的功能图，所述控制仪器包括微控制器30、系统-ASIC31和制动马达-ASIC 32。微控制器通过通信接口SPI_1与系统-ASIC 31连接，并且通过另一通信接口SPI_2与制动马达-ASIC 32连接。

在系统-ASIC 31中，可以接收和整理车轮转速信号,所述车轮转速信号来自车辆的两个车轮处的车轮转速传感器。同样，必要时可以在系统-ASIC 31中接收和处理在机电的制动设备的两个电的制动马达上的霍尔传感器的马达转动位置信号。所处理的车轮转速信号以及所处理的马达转动位置信号被提供给微控制器30。

制动马达-ASIC 32通过通信接口SPI_2与微控制器30进行通信。在制动马达-ASIC32中可以接收和处理其它的车轮转速信号，所述其它的车轮转速信号来自其它车辆车轮处的车轮转速传感器。例如，在系统-ASIC 31中的车轮转速信号涉及前轮，并且在制动马达-ASIC中的车轮转速信号涉及车辆的后轮。所处理的车轮转速信号由制动马达-ASIC 32被提供给微控制器30。

此外，作为电子电路的H桥可属于制动马达-ASIC 32，所述H桥分别被分配给机电的制动设备的电的制动马达。H桥通过制动马达-ASIC 32来操控并且调节电的制动马达的功能，根据操控，所述电的制动马达为了产生制动力而被压紧、为了消除制动力而被断开或切断。

在制动马达-ASIC 32中，定期地或以周期性的间隔来产生询问信号序列36，所述询问信号序列被输送给操纵开关35，通过所述操纵开关，具有电的制动马达的机电的制动设备或者为了产生制动力而朝压紧方向而接通、为了排除制动力而接通或者切断。借助于询问信号序列36，可以询问操纵开关35的这些当前开关状态中的一个开关状态。

为此，询问信号序列36被输送给操纵开关35，所述操纵开关根据当前开关状态作为对询问信号序列36的应答产生应答信号序列37并且将所述应答信号序列送回给制动马达-ASIC。因此，应答信号序列37包含关于操纵开关35的当前开关状态的信息。于是，在制动马达-ASIC中，作为开关状态的功能可以操控或必要时切断电的制动马达。与微控制器30、与系统-ASIC 31以及通信接口SPI_1和SPI_2之一无关地操控或切断电的制动马达。因此可能的是，即使在控制仪器11中的之前提到的组件中的一个组件失灵时也操控和切断电的制动马达。

Claims (12)

1.用于具有液压的车辆制动器（1）并且具有机电的制动设备的车辆的制动系统-控制仪器，所述制动系统-控制仪器具有用于操控至少一个主动的制动组件的微控制器（30）、具有用于检测传感器信号的系统-ASIC（31）并且具有用于检测传感器信号的制动马达-ASIC（32），所述机电的制动设备具有至少一个电的制动马达（13），其中在所述制动马达-ASIC（32）中能产生询问信号序列（36），用于询问所述机电的制动设备的操纵开关（35）的开关状态，其中在所述操纵开关（35）中，与开关状态有关地作为对所述询问信号序列（36）的反应能产生应答信号序列（37），所述应答信号序列为了进行分析而能被输送给所述制动马达-ASIC（32），其中所述微控制器（30）通过通信接口（SPI_1、SPI_2）与所述系统-ASIC（31）和所述制动马达-ASIC（32）连接。

2.根据权利要求1所述的控制仪器，其特征在于，在所述系统-ASIC（31）中检测车轮转速信号。

3.根据权利要求1或2所述的控制仪器，其特征在于，在所述制动马达-ASIC（32）中检测车轮转速信号。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制仪器，其特征在于，在所述系统-ASIC（31）中以及在所述制动马达-ASIC（32）中检测制动踏板（6）的踏板行程传感器信号（7）。

5.用于运行根据权利要求1至4中任一项所述的制动系统-控制仪器的方法，其中，在所述微控制器（30）、所述系统-ASIC（31）或者所述通信接口（SPI_1、SPI_2）失灵时，根据所述操纵开关（35）的开关状态，通过用于产生制动力的所述电的制动马达（13）的制动马达-ASIC（32）来操控所述机电的制动设备。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述询问信号序列（36）连续地并且以周期性的间隔被输送给所述操纵开关（35）。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，在故障情况下，通过所述制动马达-ASIC（32）一直操控所述电的制动马达（13），用于产生制动力，直至所述电的制动马达（13）的马达制动电流达到所限定的最大值。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，在故障情况下，通过所述制动马达-ASIC（32），针对所限定的时间段操控所述电的制动马达（13），用于产生制动力。

9.车辆中的制动系统，所述车辆中的制动系统具有液压的车辆制动器（1）和机电的制动设备，具有根据权利要求1至4中任一项所述的用于操控所述制动系统的能调整的制动系统组件的控制仪器（11），所述机电的制动设备具有电的制动马达（13）。

10.根据权利要求9所述的制动系统，其特征在于，所述液压的车辆制动器（1）装备有用于影响液压压力的能电控制的致动器（10）、例如iBooster。

11.根据权利要求9或10所述的制动系统，其特征在于，在所述车辆的后轴上的车轮制动装置（9）装备有电的制动马达（13）。

12.具有根据权利要求9至11中任一项所述的制动系统的车辆。